本发明涉及反应堆燃料组件装卸技术领域，尤其涉及一种用于反应堆燃料组件装卸的升降机。
背景技术
现有技术公开一种用于反应堆的直拉式装卸燃料提升机，该提升机通过旋转、平移和提升三种驱动系统在反应堆内装卸燃料组件，使得提升机在反应堆的占用空间大，操作形式偏多，降低了燃料组件装卸过程的可靠性；且驱动系统藉由链传动、螺杆传动等多种传动方式进行驱动，降低了驱动系统的传动可靠度；另，链传动方式平稳性差、精度低，降低了燃料组件装卸过程的稳定性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于反应堆燃料组件装卸的升降机，能够在不打开堆顶盖情况下进行燃料组件装卸，并可减少升降机在反应堆的占用空间，增加了燃料组件装卸过程的稳定性和可靠性。
为实现上述目的，本发明提供一种用于反应堆燃料组件装卸的升降机，包括安装基座、支撑框架、升降驱动机构、旋转驱动机构以及燃料接收装置，所述安装基座安装在所述反应堆的堆顶盖上，所述安装基座上开设有用于将燃料组件送入所述反应堆的内部或者倒出的燃料出入通道，所述支撑框架安装在所述安装基座的底部，所述升降驱动机构安装在所述安装基座，所述旋转驱动机构包括旋转驱动组件及导轨，所述旋转驱动组件安装在所述安装基座，所述导轨的上端与所述旋转驱动组件的输出端连接，所述导轨的下端安装在所述支撑框架上，所述燃料接收装置用于接收由所述燃料出入通道送入或者需要更换的燃料组件，所述燃料接收装置可滑动地安装在所述导轨上，所述升降驱动机构用于驱动所述燃料接收装置上下移动，所述导轨的转动可带动所述燃料接收装置于对应所述燃料出入通道的位置与对接位置之间进行转动。
较佳地，所述升降机还包括隔离阀，所述隔离阀安装于所述燃料出入通道。
较佳地，所述升降驱动机构包括安装在所述安装基座的升降驱动组件以及连接在所述升降驱动组件的输出端的丝杠，所述丝杠的下端安装至所述支撑框架，所述升降驱动机构还包括托升平台，所述托升平台的一侧安装在所述丝杠上，所述托升平台的另一侧安装在所述导轨上且与所述燃料接收装置连接，所述丝杠的旋转带动所述托升平台的升降，所述托升平台的升降带动所述燃料接收装置升降，所述燃料接收装置可相对所述托升平台旋转。
较佳地，所述托升平台与所述燃料接收装置之间通过螺钉连接。
较佳地，所述托升平台开设有上下贯穿的圆弧螺钉孔，所述螺钉自下而上穿入所述圆弧螺钉孔，所述螺钉的上端的螺纹部螺设在所述燃料接收装置。
较佳地，所述升降驱动组件包括第一驱动电机、连接在所述第一驱动电机的输出端的第一齿轮传动结构以及与所述第一齿轮传动结构连接的转轴，所述转轴的下端与所述丝杠的上端连接。
较佳地，所述升降驱动机构还包括安装在所述安装基座上的第一手动驱动组件，所述第一手动驱动组件包括由所述安装基座向上伸出的第一传动轴以及连接在所述第一传动轴的下端的第二齿轮传动结构，所述第二齿轮传动结构与所述第一齿轮传动结构啮合。
较佳地，所述支撑框架具有连接至所述安装基座底部的顶板，所述转轴的下端由所述顶板穿出，所述顶板上安装有与所述转轴配合的第一轴承，所述安装基座的下端安装有第一连接轴套，所述第一连接轴套套设在所述转轴上。
较佳地，所述顶板的下表面设置有限位套筒，所述限位套筒套设在所述转轴和所述丝杠的顶端。
较佳地，所述支撑框架的底部设置有限位轴瓦，所述限位轴瓦套设在所述丝杠的底端。
较佳地，所述升降驱动机构还包括第一编码器，所述第一编码器与所述转轴的顶端连接以检测所述转轴的旋转量。
较佳地，所述托升平台与丝杠螺母固定连接且通过所述丝杠螺母连接至所述丝杠上。
较佳地，所述丝杠的下端在轴向上与所述支撑框架相间隔且呈自由状态，以适应热膨胀。
较佳地，所述旋转驱动组件包括第二驱动电机、连接至所述第二驱动电机的输出端的第三齿轮传动结构以及与所述第三齿轮传动结构连接的导轨驱动轴，所述导轨的上端连接至所述导轨驱动轴的下端。
较佳地，所述旋转驱动机构还包括第二编码器，所述第二编码器与所述导轨驱动轴的顶端连接以检测所述导轨驱动轴的旋转量。
较佳地，所述燃料接收装置的侧壁开设有固定孔，所述固定孔内装设有导向键，所述导向键的内端抵接所述导轨。
较佳地，所述导轨的下端在轴向上与所述支撑框架相间隔且呈自由状态，以适应热膨胀。
与现有技术相比，本发明用于反应堆燃料组件装卸的升降机，装料时，燃料接收装置接收由燃料出入通道送入的燃料组件，然后通过升降驱动机构驱动燃料接收装置向下移动，通过旋转驱动机构的旋转驱动组件驱动导轨转动以使安装在导轨上的燃料接收装置从对应燃料出入通道的位置转动至对接位置；换料时，燃料接收装置于对接位置接收需要更换的燃料组件，通过旋转驱动机构的旋转驱动组件驱动导轨转动以使燃料接收装置从对接位置转动至对应燃料出入通道的位置，然后通过升降驱动机构驱动燃料接收装置向上移动，通过燃料出入通道倒出燃料组件；通过升降驱动机构及旋转驱动机构配合运动，从而实现在不打开堆顶盖情况下进行燃料组件装卸，简化了燃料组件装卸操作过程，且减少升降机在反应堆的占用空间，同时增加了燃料组件装卸过程的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的用于反应堆燃料组件装卸的升降机的结构示意图。
图2是图1的另一视角的结构示意图。
图3是本发明实施例的用于反应堆燃料组件装卸的升降机的部分结构示意图。
图4是本发明实施例的用于反应堆燃料组件装卸的升降机的另一部分结构示意图。
图5是图1的俯视图。
图6是本发明实施例与换料机在反应堆配合工作的结构示意图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。
请参阅图1至图6，本发明的用于反应堆燃料组件装卸的升降机100，包括安装基座1、支撑框架2、升降驱动机构、旋转驱动机构以及燃料接收装置5，安装基座1安装在反应堆的堆顶盖600上，安装基座1上开设有用于将燃料组件61送入反应堆内部或者倒出的燃料出入通道11，支撑框架2安装在安装基座1的底部，升降驱动机构安装在安装基座1，旋转驱动机构包括旋转驱动组件41及导轨42，旋转驱动组件41安装在安装基座1，导轨42的上端与旋转驱动组件41的输出端连接，导轨42的下端安装在支撑框架2上，燃料接收装置5用于接收由燃料出入通道11送入或者需要更换的燃料组件61，燃料接收装置5可滑动地安装在导轨42上，升降驱动机构用于驱动燃料接收装置5上下移动，导轨42的转动可带动燃料接收装置5于对应燃料出入通道11的位置b与对接位置a之间进行转动。
请继续参阅图1至图6，本实施例的升降机100在反应堆内与换料机900配合进行燃料组件61装卸，应该注意的是，这里指的对接位置a即是换料机900的抓取头91与燃料接收装置5内的燃料组件61对接的位置，将燃料接收装置5转动至对接位置a便于换料机900的抓取头91抓取燃料组件61。
请参阅图1，在本实施例中，安装基座1设有法兰环7，法兰环7开设有若干个螺栓孔71，安装基座1通过螺栓72固定在堆顶盖600上，螺栓72的数量与螺栓孔71的数量对应，螺栓孔71的具体数量根据实际操作而定；较佳地，升降机100和堆顶盖600之间进行密封处理，堆顶盖600开设有密封槽(图未示)，通过放置密封材料(图未示)以密封反应堆的放射性气体。
请参阅图1至图4，具体地，支撑框架2为焊接结构体，在本实施例中，支撑框架2通过螺栓(图未示)固定在安装基座1上，支撑框架2为升降机100的升降驱动机构和旋转驱动机构提供安装支撑。
较佳地，导轨42与安装基座1之间的连接处通过设置密封材料进行密封处理。
较佳地，导轨42的下端在轴向上与支撑框架2相间隔且呈自由状态，以适应热膨胀。
请参阅图2，升降机100还包括隔离阀6，隔离阀6安装于燃料出入通道11，以密封反应堆的放射性气体；常态下，隔离阀6为常闭状态，以起密封作用，当进行燃料组件61装卸时，隔离阀6才打开。
具体地，装料时，承载有燃料组件61的堆外转运装置(图未示)与隔离阀6对接，进而形成相对外界隔离的通道，然后打开隔离阀6，堆外转运装置将燃料组件61下放至燃料接收装置5后关闭隔离阀6；卸料时，堆外转运装置与隔离阀6对接，然后打开隔离阀6，堆外转运装置抓取并带走装载于燃料接收装置5的燃料组件61。
请参阅图1至图3，升降驱动机构包括安装在安装基座1的升降驱动组件31以及连接在升降驱动组件31的输出端的丝杠32，丝杠32的下端安装至支撑框架2，升降驱动机构还包括托升平台33，托升平台33的一侧安装在丝杠32上，另一侧安装在导轨42上且与燃料接收装置5连接，丝杠32的旋转带动托升平台33的升降，托升平台33的升降带动燃料接收装置5升降，燃料接收装置5可相对托升平台33旋转。
具体地，托升平台33与丝杠螺母321固定连接且通过丝杠螺母321连接至丝杠32上。
较佳地，丝杠32与安装基座1之间的连接处通过设置密封材料进行密封处理。
较佳地，丝杠32的下端在轴向上与支撑框架2相间隔且呈自由状态，以适应热膨胀。
具体地，托升平台33与燃料接收装置5之间通过螺钉34连接，托升平台33开设有上下贯穿的圆弧螺钉孔331，螺钉34自下而上穿入圆弧螺钉孔331，螺钉34的上端的螺纹部螺设在燃料接收装置5。
请继续参阅图1至图3，升降驱动组件31包括第一驱动电机311、连接在第一驱动电机311的输出端的第一齿轮传动结构312以及与第一齿轮传动结构312连接的转轴313，转轴313的下端与丝杠32的上端连接。
具体地，第一驱动电机311通过第一齿轮传动结构312驱动转轴313旋转而带动丝杠32旋转，再通过丝杠螺母321将丝杠32的旋转运动转化为托升平台33的升降运动，托升平台33的升降带动与托升平台33连接的燃料接收装置5升降。
请继续参阅图1至图3，升降驱动机构还包括第一编码器35，第一编码器35与转轴313的顶端连接以检测转轴313的旋转量。
请参阅图1及图3，升降驱动机构还包括安装在安装基座1上的第一手动驱动组件36，第一手动驱动组件36包括由安装基座1向上伸出的第一传动轴361以及连接在第一传动轴361的下端的第二齿轮传动结构362，第二齿轮传动结构362与第一齿轮传动结构312啮合。
具体地，通过第一传动轴361驱动第二齿轮传动结构362旋转，通过第二齿轮传动结构362与第一齿轮传动结构312啮合驱动转轴313旋转而带动丝杠32旋转，再通过丝杠螺母321将丝杠32的旋转运动转化为托升平台33的升降运动，托升平台33的升降带动与托升平台33连接的燃料接收装置5升降。
请参阅图1，支撑框架2具有连接至安装基座1底部的顶板21，转轴313的下端从顶板21穿出，顶板21上安装有与转轴313配合的第一轴承322，安装基座1的下端安装有第一连接轴套323，第一连接轴套323套设在转轴313上；顶板21的下表面设置有限位套筒324，限位套筒324套设在转轴313和丝杠32的顶端，限位套筒324对托升平台33起上限位作用，支撑框架2的底部设置有限位轴瓦325，限位轴瓦325套设在丝杠32的底端，限位轴瓦325对托升平台33起下限位作用。
请参阅图1及图4，旋转驱动组件41包括第二驱动电机411、连接至第二驱动电机411的输出端的第三齿轮传动结构412以及与第三齿轮传动结构412连接的导轨驱动轴413，导轨42的上端连接至导轨驱动轴413的下端；第二驱动电机411通过第三齿轮传动结构412驱动导轨驱动轴413旋转而带动导轨42转动，导轨42的转动可带动燃料接收装置5于对应燃料出入通道11的位置b与对接位置a之间进行转动。
请继续参阅图1及图4，较佳地，顶板21上安装有与导轨驱动轴413的下端配合的第二轴承414，安装基座1的下端安装有第二连接轴套415，第二连接轴套415套设在导轨驱动轴413上。
请参阅图4，旋转驱动机构还包括第二编码器43，第二编码器43与导轨驱动轴413的顶端连接以检测导轨驱动轴413的旋转量。
请继续参阅图4，旋转驱动机构还包括安装在安装基座1上的第二手动驱动组件44，第二手动驱动组件44包括由安装基座1向上伸出的第二传动轴441以及连接在第二传动轴441的下端的第四齿轮传动结构442，第四齿轮传动结构442与第三齿轮传动结构412啮合。
具体地，通过第二传动轴441驱动第四齿轮传动结构442旋转，通过第四齿轮传动结构442与第三齿轮传动结构412啮合驱动导轨驱动轴413旋转而带动导轨42转动，导轨42的转动可带动燃料接收装置5于对应燃料出入通道11的位置b与对接位置a之间进行转动。
请参阅图1，燃料接收装置5的侧壁开设有固定孔，固定孔内装设有导向键52，导向键52的内端抵接导轨42。
结合图1至图6，对本发明的升降机100在反应堆与换料机900配合进行燃料组件装卸工作步骤具体描述如下：
装料工作：
首先，堆外转运装置与隔离阀6对接；
然后，打开隔离阀6，堆外转运装置下放燃料组件61至燃料接收装置5；
然后，升降驱动组件31驱动丝杠32旋转使托升平台33向下移动，从而驱动燃料接收装置5向下移动至与对接位置a的对应高度，与此同时，关闭隔离阀6，堆外转运装置与隔离阀6脱开；
然后，旋转驱动组件41驱动导轨42转动使燃料接收装置5随之转动，进而燃料接收装置5从对应燃料出入通道11的位置b转动至对接位置a；
最后，换料机900的抓取头91抓取燃料组件61进行装料。
卸料工作：
首先，换料机900的抓取头91抓取需要更换的燃料组件61放置于位于对接位置a的燃料接收装置5；
然后，旋转驱动组件41驱动导轨42转动使燃料接收装置5随之转动，进而燃料接收装置5从对接位置a转动至对应燃料出入通道11的位置b；
然后，升降驱动组件31驱动丝杠32旋转使托升平台33向上移动，从而驱动燃料接收装置5向上移动，与此同时，堆外转运装置与隔离阀6对接，打开隔离阀6；
最后，堆外转运装置将燃料组件61抓走，关闭隔离阀6，堆外转运装置与隔离阀6脱开。
综上可知，本发明用于反应堆燃料组件装卸的升降机100，装料时，燃料接收装置5接收由燃料出入通道11送入的燃料组件61，然后通过升降驱动机构驱动燃料接收装置5向下移动，通过旋转驱动机构的旋转驱动组件41驱动导轨42转动以使安装在导轨42上的燃料接收装置5从对应燃料出入通道11的位置b转动至对接位置a；换料时，燃料接收装置5于对接位置a接收需要更换的燃料组件61，通过旋转驱动机构的旋转驱动组件41驱动导轨42转动以使燃料接收装置5从对接位置a转动至对应燃料出入通道11的位置b，然后通过升降驱动机构驱动燃料接收装置5向上移动，通过燃料出入通道11倒出燃料组件61；通过升降驱动机构及旋转驱动机构配合运动，从而实现在不打开堆顶盖600情况下进行燃料组件61装卸，简化了燃料组件61装卸操作过程，且减少升降机100在反应堆的占用空间，同时增加了燃料组件61装卸过程的稳定性和可靠性。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。